基于工控機(jī)在IC卡加油工程中的應(yīng)用

一、中國(guó)石化加油工程背景和項(xiàng)目簡(jiǎn)介

中國(guó)石化加油工程是一個(gè)跨平臺(tái)、范圍廣、涉及面寬的全國(guó)性系統(tǒng)建設(shè)工程。中國(guó)石化股份有限公司針對(duì)中國(guó)石化成品油零售系統(tǒng)進(jìn)行改造。通過(guò)工程的建設(shè)，在中國(guó)石化轄域的所有加油站內(nèi)實(shí)現(xiàn)“一卡在手，各地加油”的目標(biāo)。中國(guó)石化加油工程將覆蓋中國(guó)石化股份有限公司所屬的20個(gè)省(自治區(qū)、直轄市、計(jì)劃單列市)石油分公司，260余個(gè)地市級(jí)公司，1300余個(gè)縣級(jí)公司的25000余座加油站。

中國(guó)石化加油工程系統(tǒng)在設(shè)計(jì)上采用了4層結(jié)構(gòu)，即總公司級(jí)(包括中國(guó)石化管理總中心和中國(guó)石化數(shù)據(jù)交換總中心)、省級(jí)、地級(jí)以及各業(yè)務(wù)終端(包括縣級(jí)管理終端、加油站、發(fā)卡網(wǎng)點(diǎn)等)。中石化在前期將整個(gè)規(guī)劃為：

二、中石化對(duì)管控機(jī)硬件的要求

整個(gè)加油工程中的25000個(gè)加油站都將配置一臺(tái)工控機(jī)作為業(yè)務(wù)終端。工控機(jī)負(fù)責(zé)日常IC卡加油的數(shù)量和金額統(tǒng)計(jì)，交易票據(jù)的打印，加油機(jī)監(jiān)控，每日將銷(xiāo)售交易發(fā)往省數(shù)據(jù)中心，并將下載全國(guó)IC卡用戶的賬戶管理信息和最新油價(jià)等。

加油站的管控機(jī)起著非常重要的作用，一旦發(fā)生故障，加油站的正常運(yùn)行將受到影響。中國(guó)石化的25000余個(gè)加油站分布比較分散，大部分加油站遠(yuǎn)離市中心，很多油站位于山區(qū)，發(fā)生故障時(shí)維修更換會(huì)非常麻煩。因此，中國(guó)石化對(duì)管控機(jī)的首要要求是系統(tǒng)的可靠性。其次，加油機(jī)通過(guò)串口與管控機(jī)相連，加油站的加油機(jī)數(shù)目從2個(gè)到30余個(gè)不等，因此要求管控機(jī)具有較強(qiáng)的功能擴(kuò)展性。為了保證管控系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，中國(guó)石化選用了Linux作為管控機(jī)的操作系統(tǒng)，因此要求管控機(jī)在硬件上與Linux完全兼容，并且能夠流暢運(yùn)行。

經(jīng)過(guò)多方比較，中石化最終將管控機(jī)定為工控機(jī)。工控機(jī)在提高系統(tǒng)可靠性方面做了許多特殊設(shè)計(jì)，它的可靠性大大優(yōu)于商用PC。下面是商用PC的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖：這種結(jié)構(gòu)我們稱(chēng)之為大主板結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)非常不適合現(xiàn)場(chǎng)使用和維護(hù)要求。主板上集成了南北橋控制芯片等有源器件。有源器件相比于電容電阻等無(wú)源器件容易損壞。一旦母板損壞，進(jìn)行更換會(huì)非常麻煩：現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)人員首先需要拔掉主板上的所有數(shù)據(jù)線、之后需要拔出插在主板上的所有外圍卡片，如網(wǎng)卡，顯卡等，最后需要將固定主板的螺釘一一卸掉，才能將主板卸下。換上一個(gè)新主板還要重復(fù)上述過(guò)程。更換一個(gè)損壞的主板，需要花30分鐘時(shí)間。這樣長(zhǎng)的MTBF(平均故障維護(hù)時(shí)間)對(duì)于加油站實(shí)際使用是不允許的。另外，商用PC對(duì)系統(tǒng)的防震沒(méi)有做特殊設(shè)計(jì)，在周?chē)嬖谡駝?dòng)干擾的場(chǎng)合，很容易出現(xiàn)硬盤(pán)損壞和卡片跳出的故障。硬盤(pán)一旦損壞，一天的交易數(shù)據(jù)將全部丟失。

相對(duì)于商用PC，工控機(jī)在結(jié)構(gòu)上做了很大改進(jìn)，以下是工控機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖：工控機(jī)的主板做成插卡的形式，插在無(wú)源底板(BackPlane)上。無(wú)源底板上只有ISA，PCI總線接插件以及電容電阻等無(wú)源器件，因此無(wú)源底板損壞的概率非常低，通常無(wú)更換之憂。如果主板損壞，只需要將主板拔出即可。因此系統(tǒng)的MTBF時(shí)間大大縮短。此外系統(tǒng)的主板和外圍卡有專(zhuān)門(mén)的固定壓條，防止板卡跳出。硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器具有硬盤(pán)減震架和減震橡膠墊，能減輕振動(dòng)對(duì)硬盤(pán)的損壞。

為了使工控機(jī)能可靠工作在高粉塵環(huán)境下，在工控機(jī)的前面入風(fēng)口，具有可更換的防塵網(wǎng)。如左圖所示：

防塵網(wǎng)設(shè)計(jì)能有效防止灰塵進(jìn)入機(jī)箱三、 Nematron的中石化管控機(jī)硬件解決方案

Nematron公司充分研究了加油站現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用對(duì)管控機(jī)的可靠性等方面要求，提出了如下硬件解決方案